心臓における低分子量G蛋白質Radの情報伝達と病態生理的意義の解明

阐明低分子量G蛋白Rad在心脏中的信息传递和病理生理学意义

• 批准号: 17790502
• 负责人: 村田 光繁
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17790502/
• 关键词: 低分子量G蛋白質; カルシウムチャネル; 細胞内情報伝達; 心肥大

本研究の目的は、低分子量G蛋白質Radの情報伝達系を同定し心臓における役割・意義を解明することである。代表者は、前年度に作製したドミナントネガティブ変異型Radを心臓特異的に発現したトランスジェニック(TG)マウスの表現形解析及び機能解析を行った。TGマウスでは12週齢において心肥大、心拡大などの形態的異常や心機能異常は認めなかったが、活動電位持続時間やQT間隔などの延長を認めた。さらに、TGマウスでは心臓の興奮収縮連関や活動電位形成に重要な役割を果たしているL型カルシウムチャネルの膜発現が増加していることがわかった。代表者は前年度に野生型Radが、L型カルシウムチャネルの細胞膜へのトラフィッキングを抑制することを心筋細胞で確認しており、TGマウスではドミナントネガティブRadの強発現により内因性Radの作用が弱まったためにL型カルシウムチャネル発現が増加したものと考えられた。さらに、24時間心電図記録を行ったところ、洞機能不全や心室性期外収縮の出現が確認され、エピネフリン腹腔内投与により心室頻拍が誘発された。以上の結果より、Radが不整脈発現において重要な役割を果たしている可能性を示唆した。特にTGマウスにおいてQT間隔延長を認めたことは、QT延長症候群の原因遺伝子の候補となりうる点で興味深い結果であった。一方、RadはRhoキナーゼ(ROCK)と結合することが知られているが、代表者はRhoキナーゼのうち心臓優位に発現しているROCK2と特に結合しやすいことを確認した。Rho/ROCK系は心臓におけるコネキシン発現にかかわっており、TGマウスにおいてもコネキシンの発現が減少していることがわかった。このコネキシン発現量の減少が、L型カルシウム電流が増加したにもかかわらず洞機能低下が起こった主要因であると推測された。

本研究的目的是鉴定低分子量G蛋白Rad的信号转导系统，并阐明其在心脏中的作用和意义。该代表对特异表达前一年产生的显性失活突变体Rad的转基因（TG）小鼠进行了表型和功能分析。 12周龄TG小鼠未观察到心脏肥厚或心脏扩大等形态学异常或心功能异常，但观察到动作电位持续时间和QT间期延长。此外，在 TG 小鼠中，L 型钙通道的膜表达增加，该通道在心脏兴奋-收缩耦合和动作电位形成中发挥重要作用。去年，该代表证实野生型Rad抑制心肌细胞中L型钙通道向细胞膜的运输，而在TG小鼠中，显性失活Rad的强表达削弱了内源性Rad的作用。被认为是由于 L 型钙通道表达增加所致。此外，24小时心电图记录证实出现窦性功能障碍和室性早搏，腹腔注射肾上腺素诱发室性心动过速。上述结果提示Rad可能在心律失常的发生发展中发挥重要作用。特别是，在 TG 小鼠中观察到 QT 间期延长是一个有趣的结果，因为它可能是长 QT 综合征的致病基因的候选基因。另一方面，已知Rad与Rho激酶(ROCK)结合，该代表证实Rad特别可能与主要在心脏中表达的ROCK2结合。 Rho/ROCK系统参与心脏中的连接蛋白表达，并且还发现TG小鼠中的连接蛋白表达降低。据推测，尽管L型钙电流增加，但连接蛋白表达的减少是窦功能下降的主要原因。

项目成果

Dominant negative suppression of Rad prolongs QT interval and causes ventricular arrhythmias in mice

Rad 显性负性抑制可延长 QT 间期并导致小鼠室性心律失常

• 发表时间: 2007
• 作者: Hirotaka Yada; Mitsushige Murata; et al.
• 通讯作者: et al.